Bahan Mentah Utama Elemen Pemanas Silikon Karbida

Prestasi elemen pemanasan SiC sangat dipengaruhi oleh ketulenan bahan mentah, pengedaran zarah, struktur kristal, dan kawalan formulasi.

1. Silicon Carbide (SiC)

Silikon karbida adalah bahan mentah utama dan biasanya menyumbang lebih daripada 80% daripada komposisi.

Jenis biasa termasuk:

Silikon Karbida Hijau

ciri-ciri:

Ketulenan yang lebih tinggi;

Struktur kristal yang lebih baik;

Rintangan elektrik yang lebih stabil;

Sesuai untuk menuntut-aplikasi suhu tinggi.

Silikon Karbida Hitam

ciri-ciri:

Kekuatan mekanikal yang lebih tinggi;

Kos pengeluaran yang lebih rendah;

Digunakan secara meluas dalam relau industri konvensional.

Silikon karbida menyediakan:

Kekonduksian elektrik;

Kekuatan suhu tinggi-;

Kekonduksian terma;

Rintangan kejutan terma.

2. Bahan Karbon

Bahan berasaskan karbon-ditambah untuk melaraskan rintangan elektrik dan meningkatkan prestasi pensinteran.

Sumber karbon biasa termasuk:

Serbuk grafit;

Karbon hitam;

Kokas petroleum;

Serbuk antrasit.

Bahan karbon membantu mencipta rangkaian konduktif yang stabil antara zarah silikon karbida.

3. Pengikat

Oleh kerana zarah silikon karbida sukar dibentuk secara langsung, pengikat diperlukan semasa pembuatan.

Pengikat biasa termasuk:

Dextrin;

resin fenolik;

Tar arang batu;

resin organik;

Sol silika.

Fungsi mereka termasuk:

Meningkatkan kekuatan hijau;

Meningkatkan ikatan zarah;

Menyokong proses pensinteran.

4. Bahan Tambahan Berfungsi

Sebilangan kecil bahan tambahan boleh diperkenalkan untuk meningkatkan prestasi produk:

Serbuk silikon;

Aluminium oksida;

Silikon nitrida;

Oksida nadir bumi.

Aditif ini bertambah baik:

Rintangan pengoksidaan;

Kekuatan mekanikal;

Kestabilan elektrik;

hayat perkhidmatan.

Proses Pembuatan Elemen Pemanas Silikon Karbida

Proses pembuatan merangkumi beberapa peringkat kritikal:

Penyediaan Bahan Mentah → Pencampuran → Pembentukan Penyemperitan → Pengeringan → Pensinteran-suhu tinggi → Pemesinan → Pemeriksaan → Pembungkusan

1. Penyediaan Bahan Mentah

Serbuk silikon karbida diproses melalui:

Menghancurkan;

Pemisahan magnetik;

Saringan;

Pengelasan zarah.

Pengagihan saiz zarah yang betul membantu mencapai:

Rintangan elektrik seragam;

Keliangan yang sesuai;

Kekuatan mekanikal yang lebih baik.

2. Campuran dan Rumusan

Bahan mentah ditimbang dengan tepat dan dicampur mengikut keperluan produk.

Campuran biasanya mengandungi:

Silikon karbida;

Bahan karbon;

Bahan tambahan;

Pengikat.

Campuran seragam adalah penting untuk prestasi produk yang stabil.

3. Penyemperitan Membentuk

Penyemperitan adalah kaedah pembentukan yang paling biasa.

Selepas menguli vakum, bahan tersemperit ke dalam bentuk yang berbeza:

Batang lurus;

U-elemen berbentuk;

Reka bentuk berulir;

Struktur tersuai.

Kualiti membentuk secara langsung mempengaruhi:

Ketepatan dimensi;

Keseragaman rintangan;

hayat perkhidmatan.

4. Proses Pengeringan

Badan hijau yang terbentuk perlahan-lahan dikeringkan untuk menghilangkan lembapan dan mengurangkan tekanan dalaman.

Pengeringan yang betul menghalang:

retak;

Ubah bentuk;

Kecacatan struktur.

5. Pensinteran-suhu tinggi

Pensinteran adalah peringkat pembuatan yang paling kritikal.

Pengeluaran perindustrian biasanya menggunakan:

Pensinteran relau rintangan;

Proses pensinteran yang dipanaskan secara elektrik.

Suhu pensinteran biasanya melebihi 2000 darjah.

Semasa pensinteran:

Zarah silikon karbida terikat bersama;

Biji kristal tumbuh;

Struktur yang stabil terbentuk;

Sifat elektrik menjadi stabil.

Kualiti pensinteran menentukan:

Suhu operasi maksimum;

Kestabilan rintangan;

Rintangan pengoksidaan;

Seumur hidup perkhidmatan.

6. Pemesinan dan Pemeriksaan Kualiti

Selepas pensinteran, elemen pemanas SiC menjalani pemesinan ketepatan:

Pengisaran diameter;

Pemprosesan-sejuk;

Pemesinan benang;

Kemasan terminal.

Pemeriksaan kualiti termasuk:

Ujian Elektrik

Pengukuran rintangan;

Keseragaman rintangan;

Kestabilan kuasa.

Ujian Fizikal

Ketumpatan;

Kekuatan mekanikal;

Keliangan.

Ujian suhu-tinggi

Rintangan kejutan terma;

Rintangan pengoksidaan;

Kestabilan operasi-jangka panjang.

Faktor Utama Yang Mempengaruhi Kualiti Produk

Kesucian Bahan Mentah

Silikon karbida ketulenan lebih tinggi bertambah baik:

Kestabilan terma;

Rintangan pengoksidaan;

Seumur hidup beroperasi.

Rumusan Bahan

Industri yang berbeza memerlukan formulasi yang berbeza:

Industri kaca: rintangan pengoksidaan yang sangat baik;

Industri seramik: kestabilan haba;

Industri semikonduktor: ketulenan tinggi dan pencemaran yang rendah.

Teknologi Pensinteran

Teknologi pensinteran lanjutan bertambah baik:

Ikatan bijirin;

Ketekalan elektrik;

Kebolehpercayaan produk.

Trend Pembangunan Masa Depan

Industri elemen pemanas silikon karbida sedang bergerak ke arah:

1. Kesucian yang Lebih Tinggi

Memenuhi keperluan industri semikonduktor dan tenaga baharu.

2. Hayat Perkhidmatan Lebih Lama

Meningkatkan rintangan pengoksidaan melalui reka bentuk bahan termaju.

3. Kecekapan Tenaga

Mengurangkan hanyutan rintangan dan meningkatkan kecekapan haba.

4. Penyelesaian Tersuai

Membangunkan elemen pemanas untuk reka bentuk dan aplikasi relau tertentu.

Kesimpulan

Elemen pemanas silikon karbida menggabungkan sifat elektrik, haba dan mekanikal yang sangat baik, menjadikannya komponen yang sangat diperlukan dalam industri{0}}suhu tinggi moden. Penambahbaikan berterusan dalam bahan mentah, teknologi perumusan dan proses pembuatan akan meningkatkan lagi prestasi mereka dan mengembangkan aplikasinya dalam industri pembuatan termaju, tenaga boleh diperbaharui, elektronik dan semikonduktor.